علوم و فنون نقشه برداری
سال:1395 | دوره:5 | شماره:4 |تعداد مقالات:21

اندازه گیری و مدلسازی میدان جاذبه بر حسب توابع پایه هارمونیک کروی یا بیضوی به واسطه تفکیک فرکانسی حاصل، همواره مورد توجه ژئودزین ها و ژئوفیزیک دانان بوده است. در این مقاله، بر اساس تعریف ژئوئید گوس - لیستینگ با استفاده از تکینک های ماهواره ای، روشی برای بهبود مدلهای ژئوپتانسیلی ارائه گردیده که آن را بر مبنای مراحل محاسباتی می توان بصورت ذیل خلاصه نمود: (1) محاسبه ژئوئید و پتانسیل آن در دریا بر مبنای مشاهدات ارتفاع سنجی ماهواره ای و مدلهای ژئوپتانسیلی در طی یک فرایند بهینه سازی کمترین مربعات. (2) تبدیل پتانسیل ژئوئید به پتانسیل روی بیضوی رفرانس از طریق فرمول برونز، (3) تعیین شبکه ای منظم از پتانسیل جاذبه روی بیضوی در کل جهان که بخش آبهای آن از مرحله قبل و بخش خشکی ها از طریق بسط ژئوپتانسیلی حاصل شده است. (4) حذف بایاس توپوگرافی ناشی از محاسبه پتانسیل بر روی بیضوی در خشکی ها (5) تعیین ضرائب هارمونیک های کروی تا درجه و مرتبه متناظر با تراکم فضائی شبکه ایجاد شده از طریق یک روشی تلفیق از آنالیز فوریه و کمترین مربعات. به عنوان مطالعه موردی، الگوریتم یاد شده برای بهبود ضرائب تا درجه و مرتبه 90 مدل ژئوپتانسیلی ترکیبی EGM08 و مدل ژئوپتانسیلی ماهواره ای go_cons_gcf_2_dir مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از مقایسه مدل ها با مدل جدید متناظر در 270 نقطه GPS/Leveling در ایران بهبودی در حدود 6 سانتیمتر برای هر دو مدل، و در 75 نقطهGPS/Leveling  درر فنلاند بهبودی در حدود 1 سانتیمتر برای EGM08 و بهبودی در حدود 3 سانتیمتر برای go_cons_gcf_2_dir را نشان می دهد. همچنین مقایسه مدلها با مدل جدید متناظر در 600 نقطه ثقلی در سراسر دنیا، نشان می دهد که مدل جدید نسبت به دو مدل دیگر بهبودی در حدود 0.3 میلی گال را دارا می باشد.

وجود عوارض با اختلاف ارتفاع مختلف به خصوص در نواحی شهری باعث ایجاد سایه در تصاویر ماهواره ای با توان تفکیک مکانی بالا می شوند. سایه ها با ایحاد تمایز طیفی بالا نسبت به سایر نواحی، در عمده پردازش های تصاویر مانند طبقه بندی، آشکارسازی تغییرات و تناظریابی تصاویر استرئو تاثیر زیادی می گذارند، لذا شناسایی صحیح و کامل آن ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله، شاخصی جدید برای استخراج سایه ها در نواحی شهری بر اساس باندهای طیفی تصویر پیشنهاد شده است. پس از شناسایی سایه ها با شاخص پیشنهادی، برای افزایش دقت و بهبود کیفیت از اشیاء تصویری استفاده شده است. همچنین به منظور خودکارسازی فرآیند تصمیم گیری بر اساس مقادیر شاخص، از الگوریتم Otsu استفاده شده است. نتایج بدست آمده بر روی تصاویر سنجنده GeoEye1 از منطقه شهری قم نشان می دهند، روش پیشنهادی توانسته است، نواحی سایه را با معیارهای صحت %93 و تمامیت %92 استخراج کند.

سنجنده کینکت به دلیل برخورداری از هزینه پایین و قابلیت استفاده از آن در موقعیت ها و شرایط متفاوت، می تواند به عنوان ابزاری کارا برای مدل سازی سه بعدی بدن انسان بکار گرفته شود. از کاربردهای ساخت مدل سه بعدی بدن انسان می توان به ایجاد اتاق پرو مجازی برای انتخاب و مشاهده لباس، تولید کاراکترهای گرافیکی در بازی های رایانه ای، ساخت آواتار شخصی برای ارتباطات مجازی، تولید پویانمایی و فیلم سه بعدی، ایجاد واقعیت افزوده در گرافیک رایانه و مانند آن اشاره نمود. از اینرو در این مقاله برای اولین بار در کشور، روشی سریع و ارزان به منظور مدل سازی سه بعدی بدن انسان با استفاده سنجنده کینکت ارائه و پیاده سازی شده است. لازم به ذکر است که مدل سازی سه بعدی بدن انسان، بخصوص با استفاده از یک سنجنده کینت، با دو چالش اساسی شامل کاهش کیفیت داده های اولیه با افزایش فاصله و همچنین عدم ثبات پیکره شخص در طول اسکن روبرو می باشد. به منظور حل چالش اول، سنجنده در فاصله نزدیکتری به شخص قرار گرفت و از قابلیت چرخش آن و اسکن در زوایای متفاوت برای پوشش بدن فرد استفاده شد. برای حل چالش دوم، از هم مرجع سازی غیرصلب استفاده شد که در آن علاوه بر هم مرجع سازی صلب ابرنقاط فریم های کینکت، تغییر شکل بدن فرد در حین عملیات برداشت داده نیز لحاظ گردیده است. پس از هم مرجع سازی ابر نقاط حاصل از اسکن بدن فرد که از هشت ایستگاه دورتادور فرد و در سه زاویه ارتفاعی برداشت شده است، این داده ها تلفیق شده و یک رویه یا مش بافت دار به آن برازش داده شد تا نمایشی سبک و دقیق با ظاهری واقعی از بدن فرد بدست آید. نتایج تجربی، قابلیت بالای سیستم طراحی شده را نشان می دهد که عبارتند از هزینه پایین بواسطه استفاده از یک سنجنده کینکت نسبتا ارزان قیمت، قابلیت اسکن در فاصله کمتر بدون نیاز به تجهیزات اضافی، مدلسازی نسبتا دقیق در نواحی پایین پاها و دستها که از حرکات شدیدتری برخوردارند و حفظ جزئیات نظیر چین و چروک ها و مدل مو. نتایج آزمون ها نشان می دهد توسط این سیستم می توان بدن یک فرد با قد 1.8 متر را از فاصله 1.4 متری (حدود 80% قد شخص) اسکن نمود و به ابر نقاط با تراکم متوسط 3.7 میلی متر با دقت مکانی 1.4 میلیمتر (انحراف معیار ضخامت ابر نقطه) دست یافت.

دانستن چگونگی رفتار یونسفر یک فاکتور مهم در تعیین موقعیت با GPS است. در این مقاله مشاهدات 43 ایستگاه دائمی شبکه ژئودینامیک سراسری ایران (IPGN) به همراه مشاهدات حدود 180 ایستگاه IGS توسط نرم افزار برنیز پردازش شدند و برای تولید کردن مدلهای یونسفری که نمایشگر میزان محتوای مجموع الکترونی (TEC) هستند، از بسط به هارمونیک های کروی تا درجه و مرتبه 15 استفاده شد. در این مدلسازی فرض بر آن است که تمامی الکترونهای آزاد بر روی یک لایه کروی نازک که ارتفاع آن می تواند از 250 تا 450 کیلومتر متغیر باشد، واقع شده اند. نتایج برای ارتفاع 450 کیلومتر با رزولوشن زمانی دو ساعته مطابق با استانداردهای IGS حاصل شده و مقادیر ماکزیمم TEC در جنوب ایران از حدود TECU 5 (نیمه شب) تا TECU 22 (نیمه روز) می باشند. این مقادیر برای روز 22 ماه جون از سال 2009 است. سپس مقادیر TEC محاسبه شده برای تصحیح کردن داده های تک فرکانس در دو شیوه تعیین موقعیت مطلق و نسبی بکار گرفته شدند. در شیوه مطلق بهبود قابل توجهی در هردو مولفه مسطحاتی و ارتفاعی در صورت استفاده از مدل IRIM نسبت به مدل IGS حاصل می شود. همچنین در شیوه نسبی، مقایسه بین راه حل های L1 و عاری از اثر یونسفر (L3) نشان می دهد که اثر یونسفر شبکه را دچار انقباض می کند. همچنین نتایج راه حل L1 تصحیح شده با استفاده از مدل بهبود یافته در سطح ایران (IRIM) نسبت به استفاده از مدل جهانی IGS به نتایج راه حل L3 نزدیکتر است و میزان این انحراف در مولفه مختصاتی افقی برای طول مبناهای چند صد کیلومتری به طور متوسط بهتر از 10 سانتی متر است.

وقوع زلزله علاوه بر تغییر در هندسه و فیزیک پوسته زمین تاثیرات دیگری را نیز به همراه دارد. از آن جمله، تاثیر بر لایه یونسفر می ‍باشد که خود را به صورت تغییر در میزان الکترون، چگالی یون ها، میدان های الکتریکی و مغناطیسی این لایه نشان می دهد. هر پارامتر ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی در لایه های لیتوسفر، اتمسفر و یونسفر زمین که قبل از وقوع زلزله تغییراتی در آن پدید آید به عنوان پیش نشانگر شناخته می شود.با پردازش داده های GPS می توان به میزان محتوای کل الکترون (Total Electron Content) لایه یونسفر دست یافت. در سیستم های پیچیده و غیرخطی استفاده از روش های کلاسیک مانند میانگین، برای بازشناسی الگو و پیش بینی سری های زمانی بسیار دشوار است، به همین دلیل در این مقاله سعی گردیده است از روش های هوش مصنوعی همچون شبکه عصبی مصنوعی برای تشخیص و بازسازی الگوی تغییرات TEC استفاده گردد. در همین راستا زلزله اهر آذربایجان شرقی (21 مرداد 1391) و زلزله کاکی بوشهر (20 فروردین ماه 1392) مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از نرم افزار Bernese و به روش PPP(Precise Point Positioning) مختصات ایستگاه ها محاسبه گردید و سپس با استفاده از مدل جهانی مقادیر TEC به دست آمد. نتایج حاصل، ناهنجاری هایی را چند روز قبل و بعد از زلزله نشان می دهد که بیانگر آن است که الگوریتم شبکه عصبی مصنوعی به خوبی توانسته آنامولی های موجود را آشکارسازی نماید. همچنین مقایسه مقادیر TEC به دست آمده از ایستگاه های زمینی با مدل استاندارد جهانی از همبستگی بالایی برخوردار می باشند.

مدل سازی میدان گرانی زمین بر اساس بازسازی ضرایب هارمونیک های کروی تا درجه و مرتبه مشخص نیازمند داده هایی با تراکم و کیفیت مناسب مطابق معیار شانون - نایکوئیست در کل کره زمین بوده و این کار مستلزم صرف هزینه و زمان زیاد جهت جمع آوری و پردازش داده ها می باشد. بر اساس تئوری نمونه برداری فشرده (CS) می توان نرخ نمونه برداری را بطور قابل ملاحظه ای کاهش داده و یک سیگنال را بصورت تنک با تعداد کمتری از داده ها تنها با استفاده از ضرایبی که سهم عمده ای در بازسازی آن دارند، تقریب زد. معمولا در اینگونه مسائل برای مدل سازی میدان گرانی زمین با یک مساله بدوضع مواجه بوده و علاوه بر آن سطح تنکی سیگنال نیز بطور دقیق مشخص نیست که این امر امکان استفاده از روش های متداول نمونه برداری فشرده را مشکل می سازد. در این مقاله روش جدیدی به نام الگوریتم پیگیری انطباقی قائم پایدار (SOMP) جهت مدل سازی میدان گرانی زمین با تقریب تنک ضرایب هارمونیک های کروی ارائه شده که علاوه بر قابلیت انطباق با مسائل بدوضع می تواند سطح تنکی مساله را نیز بدرستی مشخص نماید. نتایج عددی حاصل از تعیین ضرایب هارمونیک های کروی تا درجه و مرتبه 36 نشان دهنده آن است که الگوریتم فوق قادر به بازسازی میدان گرانی زمین با دقت مدنظر با تعداد نمونه برداری 50 درصد کمتر از نرخ نایکوئیست می باشد.

داده های Level-2 ماهواره های GRACE برای برآورد تغییرات ماهیانه ذخایر آب منطقه جنوب ایران طی دوره مطالعاتی اوت 2002 تا دسامبر 2010 مورداستفاده قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده کاهش شدید روند ذخایر آب بر روی غرب و جنوب ایران است. با تصحیح اثر دریای خزر و خروجی مدل های هیدرولوژی GLDAS و CLM4 دریافتیم که بیشتر کاهش آب در طولانی مدت به دلیل کاهش آب های زیرزمینی است. برای اعتبارسنجی نتایج، با مشاهدات ماهیانه چاه های پیزومتری جنوب کشور مقایسه شد. اثرات هیدرولوژی مانند رطوبت خاک، برف، آب های سطحی با استفاده از مدل GLDAS از روی ذخایر آب مشاهدات GRACE حذف می شود. نتایج نشان دهنده کاهش آب زیرزمینی در حدود 45 کیلومتر مکعب در هر سال می باشد. همچنین اثرات انسانی کاهش آب های زیرزمینی با حذف تغییرات طبیعی آب های زیرزمینی از روی مشاهدات GRACE، با استفاده از مدل CLM4 پیش بینی می شود. این نتایج نشان دهنده این است که بعد از وقوع خشک سالی سال 2007، کاهش آب های زیرزمینی توسط بشر به طور قابل توجهی کم شده است.

ایران کشوری لرزه خیز بوده و وجود زمین لرزه های تاریخی در آن نشان دهنده این مطلب است که فلات ایران از لحاظ ژئودینامیکی مستعد زمین لرزه های بزرگ می باشد. توجه به این موضوع محققین را بر آن داشته که از روش های مختلف به مطالعه ژئودینامیک کشور ایران بپردازند. بدین منظور در این مقاله به بررسی یک معیار عددی جدید به نام Novozhilov برای محاسبه دوران متوسط، با روش اجزای محدود پرداخته شده است. برای رسیدن به این هدف ابتدا تنسور استرین و دوران خطی، روی سطح پوسته زمین، بر مبنای نظریه پوسته در مکانیک محیط های پیوسته با استفاده از روش اجزای محدود محاسبه می شود و سپس معیار دوران متوسط با استفاده از مولفه های تنسور استرین و دوران خطی استخراج می شود. نتایج بدست آمده از تنسور استرین و دوران خطی با استفاده از مشاهدات ژئودتیکی (GPS) سال 2008 که در چهار اپوک سه ماهه صورت گرفته، تطابق خوبی با نتایج کارهای قبلی دارد. نتایج بدست آمده از معیار دوران متوسط Novozhilov نشان دهنده آن است که بیشترین دوران راست گرد مربوط به منطقه ای در جنوب ایران شامل ایستگاه های (3.113deg/Myr), BABS, JASC می باشد. همچنین بیشترین میزان دوران چپ گرد مربوط به منطقه ای در شمال ایران شامل ایستگاه های (-2.509deg/Myr) MAVT, BIAJ, GRGN است. ویژگی مهم بررسی معیار دوران متوسط Novozhilov روی پوسته زمین نسبت به بررسی این معیار در سیستم مختصات کارتزین، این است که نتایج بدست آمده روی پوسته بسیار نزدیک به نتایج مطالعات قبلی که روی دوران بلوک ها در مناطق مختلف ایران صورت گرفته، می باشد. دقت بدست آمده برای این معیار روی پوسته در اکثر مناطق قابل قبول می باشد.

بررسی های انجام گرفته نشان می دهد که یک قسمت بزرگی از دشت قزوین به علت برداشت بی رویه از آب های زیرزمینی برای مقاصد کشاورزی، شرب و صنعتی با مساله فرونشست مواجه است. لذا این پژوهش مطالعه ای روی مدل کردن الگو و نرخ فرونشست اتفاق افتاده در دشت قزوین بین سال های 2003 تا 2010 با استفاده از تکنیک تداخل سنجی راداری می باشد. به منظور آنالیز سری زمانی فرونشست اتفاق افتاده در این دشت، از آنالیز سری زمانی PS و SBAS استفاده نمودیم. داده های مورد استفاده شامل دو مجموعه داده مربوط به مدار پایین گذر 192 و 421 ماهواره انویست که بین سال های 2003 تا 2010 اخذ شده، می باشند. نتایج حاصل از تحلیل سری زمانی تداخل سنجی، یک فرونشست پیوسته و قابل ملاحظه ای را در این منطقه نشان می دهند. هر دو سری زمانی تداخل سنجی PS و SBAS ماکزیمم دامنه فرونشستی حدود 30 تا 35 میلی متر در سال را مشخص می کنند و این که نتایج هر دو روش همخوانی خیلی خوبی با همدیگر دارند. مقایسه بین وسعت و الگوی فرونشست اتفاق افتاده در این منطقه، حاصل از نتایج تکنیک تداخل سنجی راداری و موقعیت و تراکم چاه های برداشت آب های زیرزمینی در این دشت نشان می دهد که فرونشست درست در همان مناطقی که تراکم این چاه ها زیاد است، اتفاق افتاده است.

حرکت اشیاء در بافت های جغرافیایی صورت می پذیرد. بافت به طور مستقیم یا غیرمستقیم بر روی فرآیند حرکت تاثیر می گذارد و منجر به بازخوردهای متفاوتی در اشیاء متحرک می شود. بنابراین، در نظر گرفتن بافت در مطالعات حرکت و توسعه مدل های حرکتی بسیار حائز اهمیت است. در این رابطه، بکارگیری بافت در اندازه گیری تشابه حرکت اشیاء و خطوط سیرشان نقش مهمی ایفا می کند. خطوط سیر اشیاء نقطه ای، در کنار ابعاد مکانی و زمانی، جنبه دیگری دارند که بعد بافت نامیده می شود. این بعد تا به امروزه کمتر مورد توجه بوده است و تحقیقات معدودی در تجزیه و تحلیل خطوط سیر به آن پرداخته اند. بدین منظور، این تحقیق روشی را معرفی می کند که در آن ابعاد مکانی، زمانی و بافتی و همچنین ترکیبی از آن ها می توانند در فرآیند اندازه گیری خطوط سیر مورد بررسی قرار گیرند. در کنار سادگی، این روش به شکلی توسعه داده شده که کوچک ترین تغییرات در هر کدام از ابعاد را به حساب آورد. به منظور اعتبارسنجی عملکرد روش معرفی شده و بررسی نقش داده های بافتی در اندازه گیری تشابه خطوط سیر، آزمایش های متنوعی بر روی داده های حرکتی هواپیما پیاده سازی شده است. به طور خاص، از مختصات جغرافیایی و ارتفاع هواپیما به عنوان بعد مکانی، زمان سفر به عنوان بعد زمانی و سرعت هواپیما، سرعت باد و جهت باد به عنوان بعد بافتی در این آزمایش ها بهره گرفته شده است. نتایج موید توانمندی روش ارائه شده در اندازه گیری تشابه خطوط سیر و همچنین حساسیت آن به تغییرات خفیف در ابعاد است. ضمنا، از نتایج می توان به این نکته پی برد که بافت هم موجب افزایش و هم کاهش مقدار تشابه خطوط سیر می شود. این تاثیر در میانگین مقادیر نسبی شباهت های داده های حرکتی هواپیما در ابعاد مکانی (0.60)، مکانی - زمانی (0.51) و مکانی - زمانی - بافتی (0.46) قابل مشاهده است.

سری های زمانی GPS شامل یک ترند خطی، حرکات پریودیک، آفست ها و یکسری رفتارهای دیگر تحت عنوان نویز می باشند. با توجه به کاربردهای متفاوت سری های زمانی مانند بررسی حرکات تکتونیک، تغییر پوسته زمین و دینامیک زلزله و غیره باید سری های زمانی با دقت بالایی تقریب گردند. برای این منظور لازم است که مولفه های سیستماتیک موجود در مدل تابعی با دقت بالایی تعیین شوند. در این تحقیق علاوه بر موارد ذکر شده، اثر زلزله نیز در سری های زمانی در نظر گرفته شده است. با توجه به اینکه لرزه خیزترین منطقه شمال ایران منطقه البرز است، 25 ایستگاه دائمی این منطقه (تقریبا با پوشش زمانی بین سال های 2005 تا 2013 میلادی) برای مطالعه انتخاب گردیده است. برای کشف اثر زلزله، با توجه به نمایش هندسی رفتار سری زمانی و همچنین بررسی زمین لرزه های رخداده در منطقه، به روش آزمون و خطا زمین لرزه های موثر در رفتار سری های زمانی شناسایی شده است. نتایج حاصل بیانگر رفتار شبیه به هم ایستگاه ها (وقوع آفست در زمان های مشترک و تاثیر مشابه زلزله) می باشد که علت آن، انتشار اثرات سیستماتیک از یک ایستگاه به ایستگاه دیگر در هنگام پردازش است. همچنین در صورتیکه ماتریس کواریانس مشاهدات بصورت ترکیب سه نویز سفید، فلیکر و گام تصادفی در نظر گرفته شود، آنالیز نویز سری های زمانی با استفاده از روش برآورد مولفه های واریانس (به روش کمترین مربعات)، بیانگر این مورد است که صرف نظر کردن از اثر زلزله اثر خود را بصورت حضور نویز گام تصادفی، به ترتیب در 88، 12 و 60 درصد سری های زمانی مولفه های شمالی، شرقی و ارتفاعی نشان خواهد داد. در صورتیکه اثر زلزله نیز در نظر گرفته شود، نویز گام تصادفی، به ترتیب در 12، 12 و 36 درصد سری های زمانی مولفه های شمالی، شرقی و ارتفاعی دارای مقدار مثبت خواهد بود. همچنین با توجه به رفتار مشابه سری های زمانی پیشنهاد می شود که یک باز پردازش برای آن ها انجام گیرد.

گسیلمندی سطح زمین از جمله متغیرهایی است که در دامنه وسیعی از مطالعات و تحقیقات علوم زمین و محیط زیست کاربرد دارد و یکی از پارامترهای اساسی در برآورد دمای سطح می باشد. فناوری سنجش از دور، امکان پایش این کمیت را در سطح وسیعی فراهم می آورد. تغییرات گسیلمندی وابسته به پارامترهای سطح (نظیر بافت، توپوگرافی، رطوبت) و سنجنده (نظیر قدرت تفکیک مکانی، تابع پاسخ طیفی، و طول موج موثر باندها) می باشد. در این تحقیق، یک روش بهبود یافته مبتنی بر شاخص گیاهی نرمال شده جهت برآورد گسیلمندی سطح بر روی داده های لندست 8 پیشنهاد گردیده است. در روش پیشنهادی، گسیلمندی باندهای حرارتی برای مناطق خاک بایر بصورت تابعی از بازتاب باندهای انعکاسی تصحیح اتمسفری شده در محدوده طیفی 0.4 تا 2.29 میکرومتر بیان شده است. کارایی روش پیشنهادی بصورت عملی بر روی داده های لندست 8 اجرا گردید و گسیلمندی حاصل با دو محصول گسیلمندی سنجنده هوابرد پیشرفته با رادیمترسنج انعکاسی و حرارتی(ASTER)  مقایسه و اعتبارسنجی شد. نتایج نشان داد که گسیلمندی حاصل از روش بهبود یافته پیشنهادی در باند 10 حرارتی لندست 8 در مقایسه با محصول گسیلمندی متناظر تصویر بررسی اول و دوم ASTER به ترتیب دارای خطای 0.76% و 0.75% با در نظر گرفتن پارامتر ریشه میانگین مربعات خطا می باشد، همچنین این خطا در باند 11 حرارتی به ترتیب دارای مقدار 1.49% و 1.06% محاسبه گردید. برخلاف روش های قبلی، روش پیشنهادی نه تنها با دقت بهتری گسیلمندی سطح را بصورت تابعی از انعکاس عوارض مختلف سطح تخمین می زند، بلکه توابع پاسخ طیفی باندهای حرارتی و انعکاسی را در برآورد گسیلمندی سطح مد نظر قرار می دهد. همچنین، روش پیشنهادی رابطه ضعیف بین گسیلمندی و بازتاب فقط باند قرمز در روش های قبلی را بدلیل استفاده از بازتاب همه باندهای انعکاسی تقویت می نماید و بر روی اغلب سنجنده ها قابل اجراست.

انتشار اطلاعات مکانی به صورت پراکنده و غیر متمرکز در شبکه وب در حال افزایش است. بنابراین، کشف و جستجوی منابع مفید و به روز به شیوه ای کارآمد و با صرف کمترین زمان نیز اهمیت می یابد. درگاه های مکانی (ژئوپورتال ها) امکان جستجو و بهره برداری از منابع مکانی را برای کاربران فراهم می کنند. کشف و جستجو در درگاه های مکانی موجود محدود به جستجوی متنی بر روی المان هایی از فراداده نظیر کلیدواژه ها، عنوان و چکیده می باشد. محدودیت های جستجوی متنی باعث می گردد که نتایج حاصل نتواند به نحو مناسبی نیازهای کاربر را برآورده سازد. از طرفی توجه به خواست و علایق کاربر در کنار حرکت فناوری در جهت کاربرمحوری از جمله ویژگی های برنامه های کاربردی وب مبنا به شمار می روند. افزودن قابلیتی در درگاه مکانی که بتواند با شناخت رفتار کاربر و در نظر گرفتن خواست و علایق او، مناسب ترین منابع را به کاربر پیشنهاد دهد می تواند افزایش کارایی درگاه مکانی و در نتیجه رضایت بیشتر کاربران را در پی داشته باشد. در این مقاله راه کاری جدید جهت افزودن قابلیت توصیه منابع مکانی متناسب با علایق کاربر به وی در درگاه مکانی توسط سیستم های توصیه گر ارائه شده است. سیستم های توصیه گر، با استفاده از دانش استخراج شده از تعاملات گذشته کاربران می توانند کاربر را در جهت تامین منابع و نیازهای مورد علاقه خود هدایت کنند. درگاه مکانی طراحی شده در این مقاله می تواند از بین تعداد انبوه منابع مکانی، مناسب ترین موردها را با توجه به خواست و علاقه کاربران پیشنهاد دهد. روش پالایش مشارکتی برای استخراج شباهت کاربران و شباهت منابع به منظور پیشنهاد مناسب ترین منابع به کاربر مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین برای عملکرد بهتر سامانه درگاه مکانی توصیه گر توابع ریاضی متعددی با درنظر گرفتن پارامترهایی نظیر فاصله کاربر و منبع، کشور، زبان و ویژگی های منابع مکانی تعریف شده اند. این توابع مساله شروع سرد در روش پالایش مشارکتی را به نحو شایسته ای مرتفع می سازند. برای بررسی کارکرد روش پیشنهادی، یک نمونه سامانه جستجوی منابع مکانی توصیه گر پیاده سازی شده که نحوه ی کار و مزایای استفاده از سیستم توصیه گر در درگاه مکانی را تبیین می نماید. نتایج حاصل بیان گر عملکرد بهتر درگاه مکانی توصیه گر در مقایسه با درگاه های مکانی رایج می باشد.

با توجه به هندسه تصویربرداری تصاویر SAR، این تصاویر شامل خطاها یا اعوجاجاتی هندسی هستند که باعث می شود اطلاعات تصاویر دارای خطا باشند، لذا باید تصاویر کالیبراسیون هندسی شوند. از آن جاییکه رادارها به صورت پهلونگر تصویربرداری می کنند، خطاهایی نظیر سایه، کوتاه شدگی و همپوشانی به وجود می آید. برای اینکه بتوان این خطاها را تصحیح کرد، باید اطلاعاتی در ارتباط با موقعیت سنجنده، هندسه تصویربرداری و ارتفاع هدف نسبت به بیضوی در دسترس باشد. در این مقاله روشی برای تصحیح هندسی تصاویر SAR پیشنهاد می شود که از معادلات اساسی برد و داپلر استفاده می کند و برای پیاده سازی روش مورد استفاده در این مقاله، از تصاویر سنجنده ALOS-PALSAR استفاده می شود. در این روش، برای زمین مرجع کردن تصویر، از سه نوع مختلف مدل ارتفاعی رقومی DEM منطقه استفاده می شود که علاوه بر DEM، پارامترهای دقیق مداری سنجنده نیز مورد نیاز است. در روش این مقاله ابتدا مدل ارتفاعی رقومی در راستای برد و آزیموت منتقل می شود که با اعمال این فرآیند، خطاهای ناشی از توپوگرافی نظیر کوتاه شدگی و همپوشانی نیز در این DEM منتقل شده حذف می شوند. سپس موقعیت تصویر اصلی روی تصویر این DEM پیدا و با استفاده از بازنمونه برداری با انواع تبدیلات دوبعدی، تصویر اصلی بر روی اینDEM  منطبق می شود. پس از اعمال فرآیندهای مذکور، خروجی تصویری زمین مرجع شده است که خطاهای هندسی آن حذف شده است. مزیت روش بیان شده در این مقاله، عدم نیاز به هیچ گونه نقطه کنترل و همچنین عدم نیاز به پارامترهای وضعیت و دورانی سنجنده است. از آنجاییکه قدرت تفکیک در راستای برد زمینی تصاویر مورد استفاده حدود 30 متر است، تصویر زمین مرجع شده نیز دارای همین قدرت تفکیک بوده و با استفاده از روش ذکر شده در این تحقیق در حالت مسطحاتی دارای دقتی در حدود 20 متر (کمتر از یک پیکسل) و در حالت ارتفاعی 30 متر برآورد می شود.

البرز رشته کوه مرتفعی است که به صورت کمانی از انتهای جنوبی تالش تا کپه داغ کشیده شده است. البرز، حرکت کلی بین دریاچه خزر و ایران مرکزی را در خود جای داده است و به نظر می رسد یک کوتاه شدگی در سرتاسر البرز در حال رخ دادن است. با دانستن نرخ کرنش در یک منطقه با تکتونیک فعال، به نوع، جهت و مقدار تغییر شکل در منطقه پی می بریم و می توانیم پردازش های بهتری بر روی تکتونیک منطقه داشته باشیم، همچنین تعیین و بررسی تنسور کرنش پوسته زمین، امکان توصیف فرایندهای ژئودینامیکی مانند تجمع استرس که یک پارامتر مهم در ارزیابی خطر لرزه ای به شمار می آید را فراهم می آورد. در این مطالعه با دو روش، نرخ کرنش برای منطقه البرز محاسبه شد: 1- با استفاده از داده های لرزه ای سالهای 1900 تا 2010 میلادی و با روش کاسترو. 2- با استفاده از داده های ژئودتیکی سالهای 2005 تا 2009 میلادی و با روش المان محدود. با مقایسه نرخ کرنش لرزه ای و ژئودتیک می توانیم تغییر شکل لرزه ای را از شبه لرزه ای تشخیص دهیم. در سرتاسر البرز حرکت امتداد لغز با مولفه غالب فشارش مشاهده می شود. نرخ بزرگ استرین لرزه ای در البرز غربی نشان می دهد که بیشتر تغییر شکل در این منطقه، لرزه ای است. برعکس، در البرز مرکزی و شرقی، نرخ استرین لرزه ای نسبت به نرخ استرین ژئودتیکی کوچک است که می تواند نشان دهنده تغییر شکل شبه لرزه ای باشد و یا اینکه احتمال وقوع زمین لرزه بزرگ در آینده نزدیک وجود دارد. نتایج به دست آمده از هر دو روش از نظر نوع و جهت تغییر شکل مطابقت خوبی با هم و با مطالعات قبلی دارد.

با پیشرفت روزافزون تکنولوژی های جمع آوری اطلاعات و امکان دسترسی به حجم عظیمی از داده همواره نیازمند روش هایی برای تجزیه و تحلیل این حجم داده خام و استخراج اطلاعات مفید از آن می باشیم. امروزه خوشه بندی داده به عنوان یکی از روش های آنالیز و ساده سازی مجموعه داده های بزرگ، مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. در این میان خوشه بندی سری های زمانی با دقت مورد قبول، حائز اهمیت بسیاری می باشد. در روش پیشنهادی از ترکیب الگوریتم تکاملی دیفرانسیلی و روش خوشه Fuzzy-Cmeans به عنوان یکی از الگوریتم های خوشه بندی مطرح و شناخته شده، برای خوشه بندی سری های زمانی استفاده گردید. در این روش برای کاهش مجهولات مساله و در نتیجه افزایش کارایی الگوریتم، تکنیک های مختلف نمایش داده های مکانی - زمانی را مورد بررسی قرار دادیم و از این میان روش ضرایب DCT را برای کاهش مجهولات مراکز خوشه ها انتخاب کردیم. بدین مفهوم که الگوریتم تکاملی دیفرانسیلی انتخابی برای خوشه بندی، به جای یافتن تمامی المان های مراکز خوشه های موجود در مجموعه داده، تنها تعداد محدودی از ضرایب DCT این مراکز را یافته و سپس با استفاده از همین ضرایب محدود مراکز خوشه ها بازسازی می شوند. با در نظر گرفتن تابع فاصله  Dynamic Time Warpingو انتخاب تابع بهینه سازی مربوط به روش خوشه بندی Fuzzy-Cmeans، روش پیشنهادی بر روی دو مجموعه داده پیاده سازی شد و با روش خوشه بندی FCM و روش خوشه بندی مبتنی بر الگوریتم تکاملی دیفرانسیلی بدون استفاده از ضرایب DCT مقایسه گردید. روش پیشنهادی کندتر از الگوریتم خوشه بندی Fuzzy-Cmeans بوده اما به دلیل استفاده از روش تبدیل کسینوسی گسسته برای کاهش مجهولات، سریع تر از روش خوشه بندی معمول مبتنی بر الگوریتم تکاملی دیفرانسیلی عمل می کند. همچنین نتایج حاصل از مقایسه این سه روش نشان دهنده عملکرد بهتر روش پیشنهادی نسبت به دو روش دیگر می باشد.

در حال حاضر، به روزرسانی پایگاه داده مکانی با اتکا به اطلاعات موجود در پایگاه داده و استفاده از تصاویر هوایی جدید، از موضوعات مهم در حیطه مهندسی ژئوماتیک می باشد. اطلاعات موجود در نقشه قدیمی می تواند به عنوان داده آموزشی در طبقه بندی، ایجاد مدل مفهومی، کاهش فضای جستجو و نیز در برآورد پارامتر های مجهول، مورد استفاده قرار گیرد. لذا، در این تحقیق، از اطلاعات هندسی پلیگون های نقشه قدیمی جهت کاهش فضای جستجو، بهینه نمودن مقداردهی اولیه به منظور بهبود فرآیند استخراج ساختمان مبتنی بر مدل های منحنی فعال و نیز عدم نیاز به الگوریتم های فیلترینگ داده های ارتفاعی، استفاده خواهد شد. این فرآیند در یک رویکرد سلسله مراتبی و مبتنی بر ترکیبی از دو مدل منحنی فعال هندسی انجام می گیرد که موجب رفع نقص این مدل ها در استخراج ساختمان های با رفتار طیفی و هندسی متفاوت می گردد. در روش پیشنهادی، هر یک از پلیگون های قدیمی، به طور مجزا، به عنوان منحنی اولیه به یک مدل هندسی ناحیه مبنا معرفی می شوند. پس از اجرای مدل بر روی بخشی از DSM، متناسب با موقعیت پلیگون قدیمی و شناسایی ساختمان از DSM، آشکارسازی تغییرات هندسی رخ داده، انجام می گیرد. به منظور بهبود مرزهای استخراج شده، نتایج حاصله به یک مدل هندسی لبه مبنای مقید، معرفی شده و بر روی اطلاعات طیفی اجرا می گردد. در نهایت، مرزهای بهبودیافته طی فرآیند خلاص ه سازی و منظم سازی به روش MBR، در پایگاه داده ذخیره می گردند. ارزیابی نتایج، موفقیت روش پیشنهادی در مناطق شهری در استخراج ساختمان های با رفتار طیفی و هندسی متفاوت را نشان می دهد. به طوری که صحت کلی فرآیند آشکارسازی تغییرات هندسی رخ داده و ضریب کاپا به ترتیب 79 درصد و 74 درصد بوده و صحت نسبی مرزهای ساختمانی استخراج شده برابر 92 درصد می باشد.

در سطح یک شهر، شناسایی مناطق با ریسک بالای ابتلا به یک بیماری خاص و بررسی رفتار هر بیماری در دوره های زمانی مختلف، اهمیت فراوانی در کنترل بیماری ها و مدیریت سلامت در جامعه دارد. در این تحقیق، روند مکانی مرگ و میر بیماری مبنا در مناطق مختلف شهر تهران با محوریت تغییرات زمانی در بازه های فصلی و سالیانه در دوره بیست ساله از 1372 تا 1392 مطالعه شد. تحلیل های زمین آماری جهت بررسی وجود ارتباط بین بیماری های مختلف در یک زمان خاص و در یک مکان با مناطق اطراف آن، ابزار های مختلفی دارند. شاخص محلی موران (LOCAL MORAN’S I INDEX) با تحلیل همسایگی و ارزیابی بیماری ها و پیدا کردن فاصله موثر همسایگی در زمان های مختلف، به شناسایی نقاط با ریسک بالا (HOT SPOT) می پردازد. شاخص موران نحوه ارتباط یک متغیر در فضا و زمان با مناطق همسایه و نقاط داغ بیماری هاو کلاسه بندی آن ها در خوشه های مکانی را شناسایی می کند. در سطح یک شهر با وجود مساحت ثابت مناطق، شعاع همسایگی ممکن است در بازه های زمانی مختلف بسته به ماهیت بیماری و تاثیرپذیری آن از عوامل محلی و یا سراسری متفاوت باشد. نتایج بر روی دوازده گروه مرگ و میر بیماری مبنا نشان داد که هر از گروه به میزان متفاوتی با مکان زندگی دارای ارتباط می باشد. این ارتباط بین مناطق مختلف ممکن است در حالت خوشه ای بودن مناطق و یا پراکندگی آن ها وجود داشته باشد. این مقدار برای پنج گروه بیماری های مغزی، کبدی، گوارش و خونریزی،سرطان و سرطان معده دارای ارتباط معنادارتری با عامل مکان در ابعاد یک شهر بوده است. شایان ذکر است که این ارتباط ممکن است در ابعادی بزرگتر از شهر دارای مقداری متفاوت باشد. سپس با بکار گیری تحلیل های زمانی برای پنج بیماری که دارای شاخص مکانی بالاتری بودند، وابستگی هر یک از بیماری ها در بازه های زمانی سالانه و تغییرات هر بیماری با فصول مختلف بررسی شد. نتایج حاکی از تفاوت شعاع همسایگی برای بیماری های مختلف در فصول مختلف و همچنین تفاوت مناطق با ریسک بالای هر یک از بیماری ها با تغییر فصل و تغییر پارامترهای محیطی بود. در روند سالانه طبق نتایج در دوره بیست ساله، وابستگی هر بیماری به مکان با توجه به تغییرات وضعیت اجتماعی - اقتصادی و سلامت جامعه کاملا متفاوت است.

با توجه به اینکه کشور ایران در منطقه ای قرار گرفته است که از نظر انرژی بادی پتانسیل فراوانی دارد، در سال های اخیر توجه فراوانی به تاسیس نیروگاه های بادی شده است. با این وجود انتخاب غیر کارشناسانه محل تاسیس نیروگاه بادی می تواند از یک طرف پیامدهای مخربی برای محیط زیست به همراه داشته باشد و از طرف دیگر منجر به هزینه های فراوانی برای دسترسی و انتقال انرژی به محل مصرف شود. هدف اصلی این تحقیق ارائه یک مدل تحلیل چندمعیاره مکانی برای ارزیابی درجه تناسب اراضی برای تاسیس نیروگاه بادی می باشد. در این تحقیق از انتگرال فازی ساجنو که قادر است انواع مختلف تعامل بین معیارها را مدلسازی کند استفاده شده است. به علاوه، از برخی از پارامترهای نظریه بازی ها از قبیل شاخص تعامل بین معیارها، شاخص قدرت هر معیار (شاخص شیپلی) و درجه خوش بینی برای شفاف سازی مدل ریاضی و قابل لمس کردن ترجیحات کارشناسان استفاده شده است. در این تحقیق با توجه به دسترسی محدود به داده های به هنگام تنها هشت لایه اطلاعاتی مربوط به معیارهای زیست محیطی، اقلیمی، اجتماعی - اقتصادی و زمین شناختی به مدل وارد شده است. نتایج پیاده سازی برای استان همدان نشان می دهد تنها حدود 10% از اراضی این استان بیشتر از 75% مناسب تاسیس نیروگاه بادی هستند که عمدتا در مناطق مرکزی و شمالی این استان واقع شده اند. در پایان به منظور اعتبارسنجی مدل ارائه شده، داده های مدل با داده های روش های AHP و OWA مقایسه شده است که به ترتیب 89% و 83% همبستگی بین نتایج موجود است.

نظارت بر حرکت شناور و تعیین مسیر ناوبری جهت افزایش اعتماد ناوگان های تجاری دریایی و امنیت در سفرهای دریایی حائز اهمیت می باشد. با توجه به تاثیر شرایط آب و هوایی و فیزیکی محیط ناوبری بر حرکت شناور، بهینه سازی تاثیر این شرایط بر حرکت شناور در سفر دریایی الزامی است. مسیریابی دریایی به کمک شرایط آب و هوایی، بصورت یک مساله بهینه سازی تعریف می شود که هدف آن بسته به کاربری شناور و سرویس ارائه شده متفاوت است. به دلیل هزینه های بالای سفرهای دریایی یکی از اهدافی که در مسیریابی دریایی بهینه می گردد زمان سفر می باشد. در این تحقیق یک مدل مسیریابی دریایی زمانمند با استفاده از الگوریتم دیکسترا و با در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی و عمق محیط ناوبری ارائه شده است. در این مدل محیط دریا به محیطی گسسته متشکل از داده های آب و هوایی باد تبدیل می شود که در بازه های زمانی مشخصی بهنگام می گردند. با تبدیل محیط ناوبری به محیطی گسسته، در فرایند مسیریابی تاثیر عوامل باد و موج به کمک روش Kwon، با توجه به سرعت محاسباتی قابل قبول، ضمن در نظر گرفتن پارامترهای هندسی شناور تعیین شده است. با توجه به کم عمق بودن قسمتی از محیط ناوبری مورد مطالعه در این تحقیق، تاثیر عامل عمق بر سرعت شناور توسط رابطهLackenby  محاسبه شده است. در نهایت به منظور تعیین مسیر بهینه زمانمند بین بندر پیپاپاو در کشور هند و بندر بوشهر، از الگوریتم دیکسترا به دلیل پیچیدگی محاسباتی کمتر این الگوریتم در فضای گسسته استفاده شده است. با بررسی نتایج این تحقیق، ناوبری در مسیر زمانمند پیشنهادی به رغم افزایش مسافت سفر باعث کاهش زمان و در نتیجه کاهش هزینه های سفر دریایی شده است. با توجه به نتایج حاصل، میزان کاهش زمان سفر با ناآرام تر شدن شرایط آب و هوایی محیط ناوبری محسوس تر می گردد. همچنین در شرایط آب و هوایی مساعد عامل عمق، عامل تعیین کننده مسیر بهینه می باشد در صورتیکه با نامساعد شدن شرایط آب و هوایی تاثیر عوامل آب و هوایی بیشتر از عامل عمق می شود.

طراحی و ایجاد زیرساخت داده مکانی با هدف تسهیل، مدیریت و به اشتراک گذاری داده های مکانی در برنامه بسیاری از کشورهای جهان قرار دارد. منابع داده زیرساخت های داده مکانی معمولا از روش های متفاوت، توسط سازمان ها و شرکت های مختلف و در وضعیت بافتی گوناگون نظیر شرایط آب و هوایی، تعریف سیستم مختصات و زمان برداشت تولید می گردند. از این رو، زیرساخت داده مکانی با توجه به اهداف آن و به منظور مقابله با زبان ها، نیازها و الزامات کاربر و همچنین کمک به ارائه و جستجوی مناسب داده های مکانی، باید در بالاترین سطح ممکن معنامحور باشد. در حال حاضر ناهمگونی معنایی به عنوان مانع اصلی در جهت تعامل پذیری کامل داده های مکانی به شمار می رود. هدف این مقاله رفع این ناهمگونی با استفاده از روشی مبتنی بر هستی شناسی و منطق توصیفی است. بدین منظور برای بازخوانی موجودیت های مشابه به لحاظ معنایی از سنجش همانندی معنایی استفاده می شود. برای محاسبه میزان همانندی میان موجودیت ها، دو مدل سنجش همانندی شبکه و مشخصه با یکدیگر تلفیق شده اند تا معایب هر یک مرتفع و از مزایای هریک استفاده شود. بخشی از زیرساخت داده مکانی شرکت آب و فاضلاب ایران به عنوان مطالعه موردی جهت پیاده سازی و تبیین کاربرد عملی مدل استفاده شده در این مقاله معرفی شده است. از آنجا که سنجش همانندی معنایی یک روش مناسب جهت رفع ناهمگونی معنایی در بازخوانی داده ها در زیرساخت های داده مکانی است، مدل پیشنهادی می تواند با ارائه کمی میزان همانندی به کاربر کمک کند. در این مقاله مفهوم «گرفتگی» در خط لوله به عنوان مفهوم پرسش کاربر در نظر گرفته شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد که مفهوم «زانویی» با میزان همانندی %42.5، به دلیل خمیدگی موجود در آن، همانندترین مفهوم به پرسش کاربر است.